16.12.2011

Почему кротовые крысы не боятся кислоты

Голые землекопы, известные своей нечувствительностью к кислоте, обязаны этим не отсутствию болевых рецепторов, а особенностям строения ионных каналов в проводящих нейронах: кислота, возбуждая рецептор, одновременно намертво блокирует отправку сигнала от него в мозг, пишет ScienceNews.

Голые землекопы (или голые кротовые крысы) — грызуны во всех отношениях примечательные. Их жизнь необычайно длинна — более 20 лет; они живут под землёй колониями с уникальным социальным устройством; у них нет волосяного покрова, но при этом они не способны поддерживать постоянную температуру; наконец, они нечувствительны к кислотам. Последнее обстоятельство вызывает особенный интерес у нейрофизиологов: долгое время считалось, что у голых землекопов попросту редуцированы рецепторы, реагирующие на кислоту. Однако исследователи из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка (Германия) предлагают иной вариант механизма кислотной нечувствительности у этих грызунов.

Если капнуть уксусом или лимонным соком на порез — мгновенно ощутишь боль: сработают болевые рецепторы, и сигнал от них устремится в мозг. Так обстоит дело почти у всех млекопитающих: например, грызуны сразу отдёргивают лапу и начинают её интенсивно лизать. Исключение — голые землекопы, но, как сообщается в журнале Science, с болевыми рецепторами у них всё в порядке: они есть, они функционируют, как у всех грызунов. Тогда исследователи обратили внимание на ионный натриевый насос, отвечающий за возникновение потенциала действия у нейрона. В результате обнаружились две мутации в белках этого трансмембранного насоса, которые имели место только в нейронах, ответственных за болевой сигнал.

Мутации делали ионный канал более чувствительным к блокировке. Когда нам на кожу попадает кислота, её молекулы одновременно активируют болевой рецептор и отчасти блокируют ионный канал в мембране нейрона — белки этого канала могут работать только при определённой кислотности. Но обычно активация рецептора преодолевает частичное подавление ионного канала, и по нейрону начинает распространяться электрохимический сигнал. У голых землекопов мутации привели к тому, что натриевый ионный насос блокируется кислотой намертво.

Эти грызуны живут под землёй, почти не выходят на поверхность, и для них важно было научиться жить в атмосфере, перенасыщенной углекислым газом. Углекислый газ в растворе образует углекислоту, но землекопы в силу специфики своей физиологии не чувствуют от этого особого неудобства.

Авторы работы полагают, что их результаты помогут пролить свет на некоторые закономерности передачи болевых ощущений у млекопитающих и объяснить появление неврологических аномалий, связанных с восприятием боли.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА